“Dark fermentation” para combatir los gases de efecto invernadero: La demostración Recupera2020

Por Redacción AINIA 1 año publicadoSin Comentarios
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Técnico de AINIA Centro Tecnológico trabajando en la planta piloto de biogás agroindustrial

AINIA Centro Tecnológico ha sido contratada por el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN) en el marco de las iniciativas coordinadas por el investigador Javier Ruiz en RECUPERA 2020, para diseñar y hacer una demostración experimental de un sistema biotecnológico innovador basado en “Dark fermentation”, capaz de tratar diferentes corrientes residuales de explotaciones ganaderas (aguas, desechos y efluentes) reduciendo su contaminación, en especial los gases de efecto invernadero, transformándolas en bioenergía (biohidrógeno y biometano) y digerido para uso agrícola.

 

Reto: El diseño específico de un digestor anaerobio experimental que posibilite la máxima producción de biohidrógeno

En AINIA tenemos experiencia a nivel de laboratorio en la producción de biohidrógeno a partir de lodos de depuradora y sustratos ricos en fibras. Nuestras investigaciones en el proyecto DIANA han demostrado que la tecnología de “Dark fermentation” puede mejorar el rendimiento energético de las actuales plantas de biogás agroindustrial, debido al aporte del biohidrógeno como fuente de energía, y al incremento del biometano generado, que se obtendría de la separación biológica de las fases del proceso de la digestión anaerobia.

Con el proyecto DianaH2, enmarcado dentro de las casi 40 iniciativas de RECUPERA 2020, vamos a dar un paso más y desarrollar una planta piloto de demostración semi-industrial que va a permitir verificar las ventajas que se han observado en los proyectos de investigación previos.


Beneficios principales de la “Dark fermentation”

La fermentación oscura consiste en la obtención de biohidrógeno a partir de residuos orgánicos y por la acción combinada de un consorcio de bacterias anaerobias. Es una tecnología basada en la recuperación del hidrógeno que se genera durante las primeras etapas de la digestión anaerobia, evitando que sea consumido para las bacterias metanogénicas. Los beneficios principales de esta tecnología son:


• Incremento en la estabilización de la materia orgánica y reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

• Incremento de la producción de bioenergía, aumentando su competitividad en el mercado respecto a otras tecnologías.

La “Dark fermentation”, al basarse en un proceso en dos etapas, permite obtener dos fuentes de bioenergía: el hidrógeno y el metano.

Debido a que el poder calorífico del hidrógeno es 2,6 veces superior al del metano, la energía total obtenida de la combustión de ambos gases siempre es superior a la obtenida de la digestión anaerobia llevada sola en un solo paso, y en la que el hidrógeno termina transformándose en metano.

El hidrógeno es considerado el combustible del futuro ya que no genera emisiones contaminantes durante su combustión, cuenta con una elevada densidad energética y es utilizable tanto en sistemas de combustión habituales como en los nuevos sistemas de conversión energética vía electroquímica como las pilas de combustible.

Uno de los principales retos tecnológicos planteados en la actualidad es la obtención sostenible de hidrógeno a partir de fuentes no fósiles, por lo que la obtención de “biohidrógeno” a partir de biomasa y a través de la fermentación oscura constituye una opción de gran interés. Este proyecto se enmarca dentro de la línea de investigación de bioeconomía de AINIA.

En España se producen 354.251 kilotoneladas equivalentes de CO2, de los que el 12,7% provienen de la agricultura, ganadería, caza, selvicultura y pesca (sector terciario). Una problemática que este tipo de investigaciones aplicadas ayudará a paliar. 

 

Comparación digestión anaerobia y digestión anaerobia oscura DianaH2

 

 

Estado actual técnica
(digestión anaerobia)
 
 

 

Propuesta DianaH2
(digestión anaerobia oscura)

Residuos orgánicos

Líquidos o sólidos de granja

Líquidos o sólidos de granja

BioTecnología   

Digestión anaerobia.
Uno o más biorreactores sin separación de fases
 

Digestión anaerobia oscura.
Al menos dos biorreactores con separación de fases (2 fases: hidrolítica+metanogénica)
 

Producto energético

Biogás
(biometano+CO2)
 

Biogás+ (biohidrógeno+biometano+CO2)
Mayor densidad energética gracias al bioH2. El balance energético es más positivo. Posible uso separado de bioH2
 

Capacidad de reducción de GEI

50-60% como resultado de la biodegradación de la materia orgánica*

60-80% gracias a la separación de fases

*Reducción típica asociada a un purín de cerdo

 

Recupera 2020

RECUPERA 2020 surge del esfuerzo compartido entre casi 40 grupos de investigación pertenecientes a 9 centros del CSIC ubicados en Andalucía y el propio CSIC. El proyecto movilizará cinco millones de euros del CSIC, que junto con los veinte millones que aportará el Ministerio de Economía y Competitividad, bajo la fórmula de anticipo reembolsable de fondos europeos FEDER, conforman la financiación total de 25 millones.

El proyecto tiene como fin mejorar los esfuerzos e inversiones a través de innovaciones tecnológicas para optimizar cualitativamente la eficiencia y productividad de la agricultura y ganadería andaluzas y extrapolar sus resultados a otras zonas de España en las que puedan ser aplicables. En el marco de este proyecto, el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN) está desarrollando una línea de investigación en medio ambiente, bajo la dirección del investigador Javier Ruíz, que incluye el análisis de ecosistemas mediante la implementación de tecnologías de última generación.

 

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